ULN2003 umfassender Leitfaden - Merkmale, Betriebsprinzipien, Äquivalente und Anwendungen

Die ULN2003-Serie, die für die Integration von Hochspannung und hohen Stromfähigkeiten in ein Darray von Darlington bekannt ist, zeichnet sich durch ihre vorteilhafte Arbeitsspannung, die überlegene Leistung bei der Stromverstärkung, die Anpassungsfähigkeit der Weite Temperatur und die Kapazität der Tragfähigkeit aus.Dies macht es zu einer idealen Wahl für viele Systeme, die Hochleistungsantriebe benötigen.In diesem Artikel sollen sich die Kerneigenschaften des ULN2003 befassen und seine PIN -Konfiguration, funktionale Beschreibung, Betriebsmechanismen und praktische Anwendungen in verschiedenen Szenarien abdecken.Lassen Sie uns ein detailliertes Verständnis eintauchen.

Der ULN2003 ist ein hoher Spannung mit hohem Strom, der seinen Platz in einer Vielzahl von Anwendungen gefunden hat, einschließlich steuerender elektronischer Schlösser, Strommotoren und Steppermotoren, Fahrt -LED -Displays und Verwaltung von Geräten in Smart Homes.Diese Vielseitigkeit beruht auf der genauen Fähigkeit, Hochspannungs- und Stromanforderungen zu erfüllen.Im Kern besteht der ULN2003 aus sieben Silicon NPN Darlington -Paaren.Jeder Transistor ist in Reihe mit einem 2,7 -ken -Widerstand angeschlossen, wodurch seine Antriebsfähigkeit erheblich verbessert wird.Eine der herausragenden Merkmale des ULN2003 ist die Kompatibilität mit 5 -V -Betriebsspannung und ermöglicht direkte Verbindungen mit TTL- und CMOS -Schaltungen.Diese direkte Verbindung vereinfacht die Datenverarbeitung, die ansonsten Standard -Logikpuffer erfordern, wodurch die Kontrolle über einzelne Geräte erleichtert und gleichzeitige Vorgänge auf mehreren Geräten ermöglicht werden.

Der ULN2003 wurde genial entworfen und erzeugt unabhängig von der Eingangsspannung eine Ausgangsspannung, die nahtlos in ein Schaltungsdesign passt, unabhängig davon, ob sie Mikrocontroller oder Mikroprozessorsysteme betreffen.Es unterstützt eine Lastspannung von bis zu 50 V und einen Strom von bis zu 500 mA.Seine Kapazität kann durch Parallelen mehrerer Ausgangsstifte über diese Grenzen hinaus erweitert werden.Darüber hinaus verfügt der ULN2003 mit integrierten Funktionen für Frequenzdämpfung und Back-EMF-Schutz und fügt eine zusätzliche Sicherheitsschicht für verbundene Geräte hinzu.Dieses nachdenkliche Design stellt sicher, dass der ULN2003 nicht nur den unterschiedlichen Anforderungen der aktuellen Hochspannung und hohen Stromanwendungen erfüllt, sondern auch die Zuverlässigkeit und Sicherheit weiter garantiert.

Der ULN2003 bietet die folgenden Funktionen:

- Es kann unter Spannungen von bis zu 50 V betrieben werden (einige Versionen können bis zu 100 V.).

- Es ermöglicht einen Strom von bis zu 500 mA pro Eingang.

- Enthält eine interne Klemmdiode zum Schutz des Geräte.

- Mit einem internen Schutz für das Rückgabesystem verfügt ein Pin zur Ladungserfassung.

- Perfekte Integration mit Mikrocontrollern und Arduino -Boards.

- Kompatibilität mit TTL -Logik und 5 -V -CMOs.

- Der ULN2003-Chip ist in 16-poligen Dip-, TSSOP- und SOIC-Paketen erhältlich.

- In der Regel werden zusätzliche Komponenten geliefert, die auf einem Modul auf dem Markt montiert sind, um eine einfachere Verbindung zu erhalten.

1. Eingang 1: Dieser Pin steuert den entsprechenden Ausgang (Ausgang 1).Wenn es hoch ist (5 V), wird es einen Ausgang geben.Andernfalls wird es keine geben.

2. Eingang 2: Wie oben, beeinflusst die Ausgang 2.

3. Eingang 3: Wie oben, für Ausgang 3.

4. Eingabe 4: Gleiches für Ausgang 4.

5. Eingabe 5: Wie oben, für Ausgang 5.

6. Eingabe 6: Wie oben, aber für Ausgabe 6.

7. Eingabe 7: Gleich, aber für Ausgabe 7.

8. GND: Dieser Pin 8 dient zur Erdung, die an die Stromversorgung angeschlossen werden kann.

9. com: Dieser Stift kann verschiedene Funktionen ausführen.Es wird normalerweise als Teststift verwendet, um alle Ausgänge zu öffnen.Es kann auch für induktive Lasten verwendet werden.

10. Ausgabe 7: Steuert nach Eingang 7 kann jede Last von 50 V und 500 mA damit verbunden werden.

11. Ausgabe 6: Wie oben, hängt aber von der Eingabe 6 ab.

12. Ausgabe 5: Gleich, entspricht aber der Eingabe 5.

13. Ausgabe 4: Wie oben, aber durch Eingang 4 gesteuert.

14. Ausgang 3: dasselbe, entspricht jedoch Eingang 3.

15. Ausgang 2: Wie oben, entspricht jedoch Eingang 2.

16. Ausgang 1: Steuert nach Eingang 1, hat aber die gleichen Eigenschaften wie die anderen.

Der ULN2003 -Chip unterteilt seine Funktionalität geschickt in zwei Hauptteile: Eingabe und Ausgabe.Einerseits verwendet es sieben Eingangsstifte (IN1 bis IN7), um eingehende Logiksignale zu erfassen.Auf der anderen Seite verwalten sieben Ausgangstransistoren (Out1 bis Out7) die Ein- und Aus -Zustände der Lasten, mit denen sie verbunden sind.Der Vorteil dieses Setups ist die Reaktion auf Signaländerungen: Ein hohes Signal hält die internen Transistoren in einem geschlossenen Zustand und verhindern, dass Strom zur Last fließt, während ein niedriges Signal sie öffnet und den Strom frei fließen lässt.Diese direkte Verbindung zwischen den Signalen der Eingabestifte und den Aktionen der Ausgabestifte ermöglicht eine genaue Steuerung über die angeschlossenen Geräte.

Funktionell ist der ULN2003 so ausgelegt, dass Ladungen, die zu hoch sind, Spannung, Strom oder Induktivität für Standard -Mikrocontroller direkt verarbeiten.Darüber hinaus ist jedes seiner Ausgaben mit Klemmdioden ausgestattet, wodurch der Umkehrschutz und die Stabilität und Zuverlässigkeit des Systems erheblich verbessert werden.Dieses Design entspricht nicht nur den hohen Anforderungen an die Steuerung von Hochleistungslasten, sondern gewährleistet auch die Sicherheit komplexer Schaltungskonfigurationen, was es zu einer zuverlässigen Wahl für herausfordernde elektrische Umgebungen macht.

Der ULN2003 ist eine 16-polige integrierte Schaltung, die sieben Paare von Darlington-Transistoren integriert, die jeweils in der Lage sind, Lasten von bis zu 50 V und 500 mA zu treiben.Für diese sieben Darlington -Paare sind wir mit den entsprechenden sieben Eingangs- und Ausgangsstiften ausgestattet.Zusätzlich enthält es einen Erdnadel und einen gemeinsamen Stift.Normalerweise ist der Bodenstift direkt geerdet, während die Verwendung des gemeinsamen Stifts optional ist.Überraschenderweise hat dieser IC keinen dedizierten VCC -Pin.Dies liegt daran, dass die Stromversorgung, die die Transistoren benötigen, um zu arbeiten, direkt aus den Eingangsstiften entnommen wird.Im Folgenden finden Sie ein einfaches Schaltungsbeispiel, mit dem der Betrieb des integrierten ULN2003 -Schaltkreises testen kann.

In diesem Setup wird eine LED als die Last angesehen, wobei ihr positives Terminal mit der Stromversorgung und ihrem negativen Anschluss über einen Ausgangsstift des ULN2003 geerdet wird.Dieses Design wird ausgewählt, weil der Spannungspegel an einem Eingangsstift auf den entsprechenden Ausgangsstift zugeordnet ist, wodurch der Schaltkreis geschlossen und die LED beleuchtet wird.Obwohl die maximale Laststrombegrenzung für jeden Ausgangsstift 500 mA beträgt, kann das Fahren höherer Stromlasten durch Parallelen mehrerer Ausgangsstifte erreicht werden.Zum Beispiel können drei Stifte theoretisch Ströme bis zu 1,5a anführen.Während des Erdens des COM -Stifts ist optional, kann er als Testschalter verwendet werden, sodass alle Ausgangsstifte erden können, wenn der COM -Pin geerdet ist.

- zum Fahren hochstromiger Lasten mit digitalen Schaltungen.

- Geeignet zum Fahren von Schrittmotoren.

- Kann hochstromige LEDs fahren.

- Relais -Antriebsmodule (in der Lage, 7 Relais zu fahren).

- Logikpuffer in der digitalen Elektronik.

- Wird als Berührungssensor für Arduino verwendet.

- LR2003L

- TBD62003APG

- ULN2001

- uln2001a

- uln2003a

Das ULN2003-Stepper-Motorantriebsmodul wird zum Fahren von Stepper-Motoren, Hochstrom-LEDs und Relaismodulen verwendet.Dieser IC setzt Darlington -Paare für die Ausgabe ein und kann bis zu 5 V und 500 mA liefern.Die für den Betrieb der Transistoren benötigte Leistung erfolgt aus dem Steuereingang, daher gibt es keinen VCC -Stift auf dem IC.

Der ULN2003A verfügt über einen Basiswiderstand von 2,7-kΩ-Serien für jedes Darlington-Paar und ermöglicht den direkten Betrieb mit TTL- oder 5-V-CMOS-Geräten.Der ULN2004A verfügt über einen Basiswiderstand von 10,5-kΩ-Serien, um seinen direkten Betrieb von CMOS-Geräten unter Verwendung von Versorgungsspannungen von 6 bis 15 V zu erleichtern.

Der ULN2003A, eine beliebte Komponente zum Anfahren höherer Spannungslasten aus der Logik, hat ihre Eingänge für bis zu 30 V und die Ausgänge für bis zu 50 V.Der ULN2004 könnte auch als Alternative angesehen werden.

Dies können alle als verschiedene Versionen desselben Geräts angesehen werden, nämlich ULN2003A.ULN2003A ist ein 7-Kanal-Array mit niedrigem Darlington-Array.ULQ2003A ist identisch mit ULN2003A, aber für höhere Temperaturen (85 ° C).ULN2803 verfügt über 8 Kanäle anstelle von 7, wodurch es ULN2003A ähnelt.

Die Hauptfunktion des ULN2003 besteht darin, die Kontrollsignale aus dem Arduino zu verstärken, damit sie mit dem 28BYJ-48-Schrittmotor fahren können.